بررسی سینتیک تجزیه حرارتی برگ و چوب پسته برای تهیه سوخت زیستی

سالانه حجم زیادی از ضایعات درختان پسته شامل برگ و چوب حاصل از هرس، در استان کرمان تولید شده و استفاده مناسبی از آنها صورت نمی¬گیرد. در این پژوهش تجزیه حرارتی برگ و چوب پسته به منظور تولید سوخت¬های زیستی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا نمونه ها مورد تجزیه شیمیایی قرار گرفت و مقایسه نتایج نشان داد که در نمونه پودر برگ میزان لیگنین، همی سلولز و عناصر اکسیژن، نیتروژن و گوگرد و در نمونه پودر چوب میزان سلولز و عناصر هیدروژن و کربن بیشتر می¬باشد. همچنین مشخص شد که پودر برگ رطوبت، خاکستر و کربن تثبیت شده بیشتری و پودر چوب میزان مواد فرار بیشتری دارند. ارزش گرمایی نمونه ها نیز تعیین گردید. بر این اساس، میزان ارزش حرارتی بالا (hhv) و پایین (lhv) برای برگ پسته به ترتیب 31/05 و 29/85 مگاژول بر کیلوگرم و برای چوب به ترتیب 31/68 و 30/35 مگاژول بر کیلوگرم به دست آمد. این نتایج نشان می¬دهد انرژی آزاد شده از چوب در اثر واکنش کامل با اکسیژن بیشتر از برگ می¬باشد. برای انجام فرآیند تجزیه حرارتی ابتدا یک راکتور حرارتی ساخته شد و با استفاده از آن، تأثیر شرایط زمانی و دمایی مختلف برروی میزان ماده جامد باقیمانده و گاز تولیدی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش¬ها در محدوده دمایی 300 تا 500 درجه سانتیگراد و زمان ماند 5 تا 30 دقیقه ای در راکتور انجام شد. نتایج نشان داد که تقریبا در همه سطوح دمایی کاهش وزن نمونه پودر چوب در مقایسه با پودر برگ میزان بیشتری بود. همچنین مقدار ماده جامد (زغال) باقیمانده پس از زمان ماند 30 دقیقه ای در راکتور در سطوح دمایی 300، 350، 400، 450 و500 درجه سانتیگراد برای نمونه پودر برگ به ترتیب میزان 47%، 42%، 38%، 36% و 36% و برای نمونه پودر چوب به ترتیب 38%، 30%، 28%، 26% و 26% به دست آمد. حداکثر میزان گاز تولیدی از برگ و چوب نیز به ترتیب 64% و 74% گزارش شد. همچنین نتایج حاصل از مدل¬سازی تجزیه حرارتی با استفاده از یک مدل توانی مرتبه اول نشان داد که مدل استفاده شده به خوبی در داده های آزمایشگاهی برازش شده و میزان انرژی فعال¬سازی و ضریب ثابت نمایی برای پودر چوب به ترتیب kj/mol 10/70 و s^-1 0/047 و برای پودر برگ به ترتیب kj/mol 21/72 و s^-1 0/312 به دست آمد.